🐟 🐟块级作用域与词法环境

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前言

在前面变量提升的文章中我们可以清楚的看到，正是由于 JavaScript 存在变量提升这种特性，从而导致了很多与直觉不符的代码，这也是 JavaScript 的一个重要设计缺陷。 (上一篇文章在这哦 👉👉🐟 🐟 JavaScript执行机制之变量提升)

为了修复这种缺陷，我们又引入了块级作用域并配合 let 和 const 关键字。

块级作用域

在 ES6 之前，ES 的作用域只有两种：全局作用域和函数作用域。

  • 全局作用域中的对象在代码中的任何地方都能访问，其生命周期伴随着页面的生命周期。

  • 函数作用域就是在函数内部定义的变量或者函数，并且定义的变量或者函数只能在函数内部被访问。函数执行结束之后，函数内部定义的变量会被销毁。

在 ES6 之前，JavaScript 只支持这两种作用域，相较而言，其他语言则都普遍支持块级作用域。

块级作用域就是使用一对大括号包裹的一段代码，比如函数、判断语句、循环语句，甚至单独的一个{}都可以被看作是一个块级作用域。

为了更好地理解块级作用域，你可以参考下面的一些示例代码：


//if块
if(1){}

//while块
while(1){}

//函数块
function foo(){}
 
//for循环块
for(let i = 0; i<100; i++){}

//单独一个块
{}

简单来讲，如果一种语言支持块级作用域，那么其代码块内部定义的变量在代码块外部是访问不到的，并且等该代码块中的代码执行完成之后，代码块中定义的变量会被销毁。

变量提升带来的问题

之所以我们要引入块级作用域，不仅是因为它会出现很多与直觉不符的代码，而且还会一些大问题

比如这个让人误会巨大的问题

本应销毁的变量没有被销毁


function foo(){
  for (var i = 0; i < 7; i++) {
  }
  console.log(i); 
}
foo()

如果你使用 C 语言或者其他的大部分语言实现类似代码，在 for 循环结束之后，i 就已经被销毁了，但是在 JavaScript 代码中，i 的值并未被销毁，所以最后打印出来的是 7。

这同样也是由变量提升而导致的，在创建执行上下文阶段，变量 i 就已经被提升了，所以当 for 循环结束之后，变量 i 并没有被销毁。

这依旧和其他支持块级作用域的语言表现是不一致的，所以必然会给一些人造成误解

Let和Const是如何解决变量提升带来的问题的

可以先参考下面这段存在变量提升的代码：


function varTest() {
  var x = 1;
  if (true) {
    var x = 2;  // 同样的变量!
    console.log(x);  // 2
  }
  console.log(x);  // 2
}

在这段代码中，有两个地方都定义了变量 x，第一个地方在函数块的顶部，第二个地方在 if 块的内部，由于 var 的作用范围是整个函数，所以在编译阶段，会生成如下的执行上下文：

image.png

这里词法环境怎么是空的呀？(不急不急，这篇文章后面我们会提到)

从执行上下文的变量环境中可以看出，最终只生成了一个变量 x，函数体内所有对 x 的赋值操作都会直接改变变量环境中的 x 值。

所以上述代码最后通过 console.log(x) 输出的是 2，而对于相同逻辑的代码，其他语言最后一步输出的值应该是 1，因为在 if 块里面的声明不应该影响到块外面的变量。

既然支持块级作用域和不支持块级作用域的代码执行逻辑是不一样的，那么接下来我们就来改造上面的代码，让其支持块级作用域。

这个改造过程其实很简单，只需要把 var 关键字替换为 let 关键字，改造后的代码如下：


function letTest() {
  let x = 1;
  if (true) {
    let x = 2;  // 不同的变量
    console.log(x);  // 2
  }
  console.log(x);  // 1
}

执行这段代码，其输出结果就和我们的预期是一致的。这是因为 let 关键字是支持块级作用域的，所以在编译阶段，JavaScript 引擎并不会把 if 块中通过 let 声明的变量存放到变量环境中，这也就意味着在 if 块通过 let 声明的关键字，并不会提升到全函数可见。所以在 if 块之内打印出来的值是 2，跳出语块之后，打印出来的值就是 1 了。这种就非常符合我们的编程习惯了：作用域块内声明的变量不影响块外面的变量。

JavaScript 是如何支持块级作用域的

现在你知道了 ES 可以通过使用 let 或者 const 关键字来实现块级作用域，不过你是否有过这样的疑问：“在同一段代码中，ES6 是如何做到既要支持变量提升的特性，又要支持块级作用域的呢？”

那么接下来，我们就要站在执行上下文的角度来揭开答案。

你可以先看下面这段代码：


function foo(){
    var a = 1
    let b = 2
    {
      let b = 3
      var c = 4
      let d = 5
      console.log(a)
      console.log(b)
    }
    console.log(b) 
    console.log(c)
    console.log(d)
}   
foo()

其实就是研究let是如何支持的块级作用域

接下来我们就来一步步分析上面这段代码的执行流程。

第一步是编译并创建执行上下文，下面是我画出来的执行上下文示意图，你可以参考下：

image.png

注意：这里词法环境中的b只是创建了，并没有初始化为undefined，这里配图有问题

通过上图，我们可以得出以下结论：

  • 函数内部通过 var 声明的变量，在编译阶段全都被存放到变量环境里面了。

  • 通过 let 声明的变量，在编译阶段会被存放到词法环境中。

  • 在函数的作用域块内部，通过 let 声明的变量并没有被存放到词法环境中。

接下来，第二步继续执行代码，当执行到代码块里面时，变量环境中 a 的值已经被设置成了 1，词法环境中 b 的值已经被设置成了 2，这时候函数的执行上下文就如下图所示：

image.png 从图中可以看出，当进入函数的作用域块时，作用域块中通过 let 声明的变量，会被存放在词法环境的一个单独的区域中，这个区域中的变量并不影响作用域块外面的变量，比如在作用域外面声明了变量 b，在该作用域块内部也声明了变量 b，当执行到作用域内部时，它们都是独立的存在。

再接下来，当执行到作用域块中的console.log(a)这行代码时，就需要在词法环境和变量环境中查找变量 a 的值了，具体查找方式是：沿着词法环境的栈顶向下查询，如果在词法环境中的某个块中查找到了，就直接返回给 JavaScript 引擎，如果没有查找到，那么继续在变量环境中查找。

这样一个变量查找过程就完成了，你可以参考下图：

image.png

当作用域块执行结束之后，其内部定义的变量就会从词法环境的栈顶弹出，最终执行上下文如下图所示：

image.png

所以块级作用域就是通过词法环境的栈结构来实现的，而变量提升是通过变量环境来实现，通过这两者的结合，JavaScript 引擎也就同时支持了变量提升和块级作用域了。

暂时性死区

看下面这样一段代码：


let myname= '极客时间'
{
  console.log(myname) 
  let myname= '极客邦'
}

这里会输出什么呢？

【最终打印结果】：VM6277:3 Uncaught ReferenceError: Cannot access 'myname' before initialization

【分析原因】：在块作用域内，let声明的变量被提升，但变量只是创建被提升，初始化并没有被提升(即只创建了，但没有进行初始化），在初始化之前使用变量，就会形成一个暂时性死区。

是不是已经可以理解了什么是暂时性死区了呢，其实它就是和let声明的特性有关的。

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